滴灌灌施磷鉀肥對矮砧蘋果樹生理生長和產量的影響

賀琦琦，郭向紅，楊 凱，石美娟，馬娟娟，孫西歡，雷 濤，劉艷武

(1.太原理工大學水利科學與工程學院，太原 030024; 2.山西省農業科學院果樹研究所，太原 030100)

0 引 言

中國的蘋果生產在改革開放以來的幾十年中發生了很大的變化，種植面積總體來說就是在波動中不斷增長，且黃土高原地區蘋果種植面積持續增加[1]。山西省處于黃土高原的內陸地區，近些年蘋果產業不斷發展，種植面積不斷增加。在山西省的實際用水總量中，農業灌溉用水占比最大，占到了用水總量的一半以上[2]，但是由于水資源常年持續嚴重短缺[3]，嚴重制約了蘋果產業的發展。在水資源緊缺的情況下，傳統的大水漫灌依舊是果園灌溉的主要方式，這樣肥大水勤不僅造成大量的水資源浪費，還會水土環境污染，使得營養元素不能被果樹有效吸收利用，影響果樹的產量和品質。因此，改變傳統灌溉方式，將節水灌溉理論與技術應用在蘋果種植方面迫在眉睫。

滴灌是一種典型的節水灌溉方法，自1974年由墨西哥引進我國[4]，幾十年以來在我國得到了廣泛的應用和發展[5]。滴灌施肥是指將肥料溶于灌溉水中，隨水一起直接作用于果樹根部，可以定量給果樹輸送養分及水分，并且可以維持適宜的水分和養分濃度，在節水節肥的同時提高水分和養分的利用率[6]。近年來，滴灌施肥在我國的應用已經頗為廣泛，很多學者對其進行了試驗研究，研究發現與傳統施肥相比，滴灌施肥可以提高柑橘和蘋果等作物的產量和品質[7,8]，可以保持根部土壤周圍穩定濃度的肥液[9]，還可以提高磷肥的利用效率[10]，不過滴灌施肥的研究對象主要是西瓜、番茄、棉花、葡萄等經濟作物[11-13],在蘋果樹方面研究還甚少，而且大都集中在施肥與不施肥或者滴灌施肥與傳統施肥的差異，在所施肥料種類以及各肥料施用量方面還研究甚少，因此本文將進行滴灌施肥對矮砧蘋果樹生理生長和產量的影響研究，以期為黃土高原地區果園科學灌溉施肥管理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗在山西省農科院果樹所的果樹節水灌溉示范園(112°32′E, 37°23′N)進行，果園位于山西省太谷縣，距太谷縣城12 km。果園海拔800多m，年均降雨量442.64 mm，受季節影響全年降雨分布不均，集中分布在6-8月份，12-2月是全年降雨量最少的時期。年平均氣溫一般介于9.8 ℃，無霜期170 d左右，屬溫帶大陸性氣候。試驗區土壤類型為壤土，體積質量為1.47 g/cm2。試驗材料為長勢一致且健康無病蟲害的八年生矮砧蘋果樹。

1.2 試驗方法

為研究滴灌灌施磷鉀肥對矮砧蘋果樹生理生長和產量的影響，試驗將磷鉀追肥量作為控制因子，設置3個磷肥水平：49(P1)、70(P2)和91 kg/hm2(P3)，3個鉀肥水平：70(K1)、100(K2)和130 kg/hm2(K3)，共設6個處理，每個處理重復3次。其中：T1、T2、T3處理的磷肥追肥總量分別為P1、P2、P3，鉀肥追肥總量為K2；T4、T5處理的鉀素追肥總量分別為K1、K3，磷素追肥總量為P2；T6處理為磷肥采用P2，鉀肥采用K2的地面灌溉對照組(CK)。磷肥采用上海優馬公司出品的優馬生物磷(P2O5含量60%)，鉀肥采用美國優馬公司出品的優馬生物鉀(K2O含量52%)，分別在萌芽期、新梢旺長期和果實膨大期每次按總施用量的1/3施入。

田間采用小區試驗，各處理灌水下限為田間持水量的60%，灌水上限為田間持水量的90%，對照組地面灌溉與滴灌的灌水上下限一致。果園的基肥在上年11月10日左右施入，其基肥施入標準：羊糞15斤/株。此外，氮肥采用安徽淮化股份有限公司生產的尿素硝酸銨溶液(總N含量32%)，各處理施用總量一致均為100 kg/hm2，在3個生育期分別以總施用量的1/3施入。不同處理具體施肥情況見表1。

表1 不同處理施肥情況

1.3 試驗測定項目

試驗測定的項目包括樹干直徑、新梢生長量、清晨葉片水勢和果實重量。樹干直徑采用游標卡尺每隔15 d左右測量一次。新梢生長量采用卷尺測量，每棵樹取長勢良好的短枝、中枝和長枝各3枝進行掛牌標記，每隔15 d左右測量一次。清晨葉片水勢采用WP4C露點水勢儀于清晨7點每隔15 d左右測定一次。以每棵樹為單位采收蘋果，用電子天平稱量蘋果的質量，用以計算各個處理的蘋果產量和單果重(單棵樹產量/單棵樹蘋果數量)。

2 結果與分析

2.1 滴灌灌施磷鉀對蘋果樹樹干直徑的影響

圖1為不同灌溉施肥處理蘋果樹樹干直徑的累計增長量變化趨勢。由圖1可知，6種灌溉施肥處理均能有效促進矮砧蘋果樹樹干直徑的生長，樹干直徑累計增長量的變化趨勢基本一致，整個生育期內具體表現為在新梢旺長期內增長較快、長勢良好，進入果實膨大期后增長速度放緩，直至停止生長。對6個灌溉施肥處理進行綜合對比可知，生育期內樹干直徑累計增長量表現為P2K2>P3K2>CK>K3P2>K1P2>P1K2。

圖1 不同處理蘋果樹樹干直徑累計增長量變化

六月中旬之前各處理樹干直徑累計增長量均表現為快速增長，其中P3K2處理樹干直徑生長速度最快，增長量最大，P1K2處理樹干直徑生長緩慢，增長量最小，這是因為在蘋果樹的新梢旺長時期，磷肥對果樹的生長發育影響較大，所以在這個時期適量增加磷肥的施用量可以有效促進樹干直徑的生長。7-9月份處于果實膨大期，這期間各處理樹干直徑增長速度較之前變緩，其中P2K2和CK處理樹干直徑生長速度最快，增長量最大，K1P2處理新梢生長緩慢，增長量最小，這是因為在蘋果樹的果實膨大期，果樹的生長發育對鉀肥敏感度較高，K1P2處理的鉀肥水平較低，滿足不了果樹生長發育對鉀肥的需求，因此果樹樹干直徑生長緩慢。

對照組CK處理和P2K2處理灌水上下限相同，磷鉀肥施用量一致，對比可知在整個生育期內P2K2處理的樹干直徑生長速度和累計增長量均高于CK處理，由此可知在水分處理相同的情況下不同的灌溉方式對蘋果樹的樹干直徑生長具有一定的影響，相比常規地面灌溉，滴灌施肥更有利于蘋果樹保水保肥，更能有效促進果樹樹干直徑的生長。

2.2 滴灌灌施磷鉀對蘋果樹新梢的影響

圖2為不同處理下蘋果樹新梢的累計增長量變化趨勢。由圖2可知，6個灌溉施肥處理均能有效促進矮砧蘋果樹新梢的生長，新梢累計增長量的變化趨勢基本一致，整個生育期內具體表現為在新梢旺長期內增長較快、長勢良好，進入果實膨大期后增長速度放緩，直至停止生長。對6個灌溉施肥處理進行綜合對比可知，生育期內新梢累計增長量表現為P2K2>K3P2>CK>P3K2>P1K2>K1P2。

圖2 不同處理蘋果樹新梢累計增長量變化

六月底之前各處理新梢累計增長量均表現為穩定快速增長，其中P3K2處理新梢生長速度最快，增長量最大，P1K2處理新梢生長緩慢，增長量最小，這是因為在蘋果樹的新梢旺長時期，磷肥對果樹的生長發育影響較大，所以在這個時期適量增加磷肥的施用量可以有效促進新梢的增長，但是過量施用磷肥也可能會產生新梢徒長現象。8-9月份處于果實膨大期，這期間各處理新梢增長速度較之前變緩，其中P2K2與K3P2處理新梢生長速度最快，增長量最大，K1P2處理新梢生長緩慢，增長量最小，這是因為在蘋果樹的果實膨大期，鉀肥對果樹的生長發育影響較大，所以在這個時期適量增加鉀肥的施用量可以有效促進新梢的增長，從而促進果樹充分吸收光照。

對照組CK處理和P2K2處理灌水上下限相同，磷鉀肥施用量相同，對比可知在整個生育期內P2K2處理的新稍生長速度和累計增長量均高于CK處理，由此可知在水分處理相同的情況下不同的灌溉方式對蘋果樹的新梢生長具有一定的影響，相比常規地面灌溉，滴灌施肥更有利于蘋果樹保水保肥，更能有效促進果樹新梢的生長。

2.3 滴灌灌施磷鉀對蘋果樹清晨葉水勢的影響

圖3為早上7點不同灌溉施肥處理蘋果樹葉水勢的動態變化。由圖3可知，6種灌溉施肥處理條件下，葉水勢的變化趨勢大體一致，在全生育期具體表現為先減小后增大再減小，在七月初的時候達到最高峰。對6個灌溉施肥處理進行綜合對比可知，整個生育期內葉水勢平均值大小表現為P2K2>CK>K3P2>P1K2>P3K2>K1P2。

圖3 不同處理蘋果樹葉水勢動態變化

在四月下旬至六月下旬(開花期到幼果期)，各處理葉水勢呈現先減小后增大的趨勢，其均值大小表現為：P2K2 >CK >P1K2 >K3P2 >P3K2>K1P2，由于這個階段果樹蒸騰耗水量少，各處理葉水勢均處于一個較高的水平，其中P2K2處理葉水勢值最高。六月下旬至八月上旬(幼果期到果實膨大期)，各處理葉水勢呈現逐漸減小的趨勢，其均值大小表現為：K3P2 >P2K2 > P3K2>CK >K1P2>P1K2，在這個階段果樹的蒸騰作用不斷加強，蒸騰耗水量越來越大，因此果樹葉片的水勢不斷降低，從而增強根系從土壤中吸收水分的能力。八月上旬至九月下旬(果實膨大期)，各處理葉水勢基本呈現先減小后增大的趨勢，其均值大小表現為：P2K2 > K3P2 >CK >P1K2>K1P2 >P3K2，這個階段果樹蒸騰耗水逐漸減少，各處理葉水勢大小雖仍存在增大減小的變化，但最終都將不斷回升。由此可知，在果樹蒸騰消耗量小的生長發育階段，P2K2處理的磷鉀肥施肥水平可使果樹的葉水勢基本保持在一個較高的水平，從而使果樹根部土壤有效保蓄水分，提高水分利用效率。

對照組CK處理和P2K2處理灌水上下限相同，磷鉀肥施用量相同，對比可知在整個生育期內P2K2處理的葉水勢值均大于CK處理，由此可知在水分處理相同的情況下不同的灌溉方式對蘋果樹的葉水勢值大小具有一定的影響，相比常規地面灌溉，滴灌施肥更有利于蘋果樹保水保肥。

2.4 滴灌灌施磷鉀對蘋果樹產量的影響

圖4為不同灌溉施肥處理之間蘋果樹果實單果重、果實數和產量的差異對比，由圖4可知各處理果實單果重表現為：K3P2 >P2K2 >P3K2 >CK >P1K2 >K1P2，果實數表現為：P2K2 >P3K2 >K3P2 >CK >P1K2 >K1P2，產量表現為：P2K2 >K3P2 >P3K2 >CK >P1K2 >K1P2其中K3P2處理單果重最大；P2K2果實數最多，產量也最大。由此可知，在果樹的生長發育期間適當增加鉀肥的施用量，可以有效促進蘋果樹果實的生長發育，通過增加果實的單果重量和果實數量，達到增產的目的，從而提高經濟效益。

圖4 不同處理蘋果樹果實重量、數量及產量對比

對照組CK處理和P2K2處理灌水上下限相同，磷鉀肥施用量相同，對比可知P2K2處理的單果重、果實數和產量均明顯高于CK處理，由此可知在水分處理相同的情況下不同的灌溉方式對蘋果樹果實的生長發育具有一定的影響，相比常規地面灌溉，滴灌施肥更有利于蘋果樹果實的生長發育。

3 結 語

本文進行滴灌條件下不同施肥水平對矮砧蘋果樹生理生長和產量的影響研究。結果表明：不同施肥水平對矮砧蘋果樹的新稍生長、樹干直徑、葉水勢和產量均具有不同程度的影響。其中P2K2施肥水平可有效促進矮砧蘋果樹樹干直徑和新梢的生長，相比其他處理可顯著增加果樹樹干直徑和新梢的累計增長量；K2P2和K3P2施肥水平可有效促進矮砧蘋果樹果實的發育，果實的單果重較其他處理顯著提高；相比地面灌溉，滴灌施肥可以有效促進矮砧蘋果樹的生長發育，實現增產。

綜合考慮生長、生理以及產量的各項指標，滴灌條件下P2K2處理最有利于矮砧蘋果樹的生理生長，并且能夠在節水節肥的基礎上達到增產的效果，為適宜的蘋果樹灌溉施肥方案。